红外谱图解析

1 如何解析红外光谱的方法

一、看图前预备知识

（1）根据分子式计算不饱和度公式：

不饱和度 Ω＝n4+1+(n3-n1)/2 其中：

n4：化合价为4价的原子个数（主要是C原子），

n3：化合价为3价的原子个数（主要是N原子），

n1：化合价为1价的原子个数（主要是H,X原子）

（2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物；而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收；

（3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔 2200~2100 cm-1， 烯 1680~1640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺、反，邻、间、对）；

（4）碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团；

（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。

二、熟记健值

1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1）

一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。

2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm-1）。

3.炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100cm-1）。

4.芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H面外弯曲振动880~680cm-1。

手把手教你红外光谱谱图解析

一、红外光谱的原理[1]

1. 原理

样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，是振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。

辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构

2.红外光谱特点

红外吸收只有振-转跃迁，能量低；

除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；

特征性强，可定性分析，红外光谱的波数位置、波峰数目及强度可以确定分子结构；

定量分析；

固、液、气态样均可，用量少，不破坏样品；

分析速度快；

与色谱联用定性功能强大。

3.分子中振动能级的基本振动形式

红外光谱中存在两类基本振动形式：伸缩振动和弯曲振动。 图一 伸缩振动

图二 弯曲振动

二、解析红外光谱图

1.振动自由度

振动自由度是分子独立的振动数目。N个原子组成分子，每个原子在空间上具有三个自由度，分子振动自由度F=3N-6(非线性分子)；F=3N-5(线性分子)。

为什么计算振动自由度很重要，因为它反映了吸收峰的数量，谱带简并或发生红外非活性振动使吸收峰的数量会少于振动自由度。

U=0→无双键或环状结构

U=1→一个双键或一个环状结构

U=2→两个双键，两个换，双键+环，一个三键

U=4→分子中可能含有苯环

U=5→分子中可能含一个苯环+一个双键

2.红外光谱峰的类型

基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰，基频峰的峰位等于分子或者基团的振动频率，强度大，是红外的主要吸收峰。

泛频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时产生的吸收峰，此类峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。

特征峰和指纹峰：特征峰是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，对应于分子中某化学键或基团的振动形式，同一基团的振动频率总是出现在一定区域；而指纹区吸收峰特征性强，对分子结构的变化高度敏感，能够区分不同化合物结构上的微小差异。

红外谱图解析步骤：

一、33001cm～28001cm区为C-H伸缩振动吸收

1、以30001cm为界

>30001cm为不饱和C-H伸缩振动，可能为烯、炔、芳香化合物。

<30001cm一般为饱和C-H伸缩振动。

2、若稍高于30001cm有吸收，则在22501cm～14501cm区分析不饱和碳碳键特征峰：

炔：22001cm～21001cm

烯：16801cm～16401cm

芳环：16001cm，15801cm，15001cm，14501cm

注：烯或芳香化合物应解析10001cm～6501cm指纹区，以确定取代基个数和位置。

二、碳骨架确定后，依据其他官能团如C=O，O-H，C-N等特征吸收来判定化合物官能团。如2820,2720,和1750～17001cm的三个峰说明醛基存在。

三、化合物不饱和度怎样算？

计算公式如下：

（碳的个数×2+2-氢的个数-卤素的个数+氮的个数）/2

注：有机物若有氧和硫，氧硫不影响不饱和度，不必代入公式。公式把硝基的不饱和度看成0。公式适用于含碳、氢、氧、氮、硫、卤素的有机物。

红外识谱歌

红外可分远中近，中红特征指纹区，1300来分界，注意横轴划分异。

看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。

识图先学饱和烃，三千以下看峰形。

2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。

1470碳氢弯，1380甲基显。

二个甲基同一碳，1380分二半。

面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。

烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。

末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。

化合物，又键偏，～1650会出现。

烯氢面外易变形，1000以下有强峰。

910端基氢，再有一氢990。

顺式二氢690，反式移至970；单氢出峰820，干扰顺式难确定。

炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。

芳烃呼吸很特征，1600～1430。1650～2000，取代方式区分明。

900～650，面外弯曲定芳氢。

五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。

C－O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。

1050伯醇显，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。

1110醚链伸，注意排除酯酸醇。

若与π键紧相连，二个吸收要看准，1050对称峰，1250反对称。

苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。

次甲基二氧连苯环，930处有强峰，环氧乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右最特征。

缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。

酸酐也有C－O键，开链环酐有区别，开链强宽一千一，环酐移至1250。

羰基伸展一千七，2720定醛基。

吸电效应波数高，共轭则向低频移。

张力促使振动快，环外双键可类比。

二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，920，钝峰显，羧基可定二聚酸、酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。

羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，1600反对称，1400对称峰。